Tecnicos de uma radio comunitaria testam um pequeno painel fotovoltaico para recarregar baterias de um…

Questão

Tecnicos de uma radio comunitaria testam um pequeno painel fotovoltaico para recarregar baterias de um transmissor em casos de falta de energia. Em um dia de ceu aberto, um sensor indica irradiancia de 800 W/m^2 sobre o painel, cuja area e 0,12 m^2. Para avaliar o melhor uso, os tecnicos conectam resistores como carga e anotam a tensao (V) e a corrente (I) medidas nos terminais do painel: R=2,0 ohm: V=1,8 V; I=0,90 A R=4,0 ohm: V=3,0 V; I=0,75 A R=6,0 ohm: V=3,6 V; I=0,60 A R=8,0 ohm: V=4,0 V; I=0,50 A R=10 ohm: V=4,2 V; I=0,42 A Eles pretendem divulgar ao publico um boletim simples com o resultado do ensaio, destacando a maior potencia eletrica obtida e o rendimento aproximado nessa condicao. Com base nos dados do ensaio, identifique o trecho que comunica corretamente a maior potencia eletrica entregue pela placa e o rendimento aproximado nessa condicao.

1. A) Potencia maxima ~0,90 W em R=2,0 ohm; rendimento ~0,9% considerando 800 W/m^2 em 0,12 m^2.
2. B) Potencia maxima ~2,3 W em R=4,0 ohm; rendimento ~2,3% considerando 800 W/m^2 em 0,12 m^2.
3. C) Potencia maxima ~2,2 W em R=6,0 ohm; rendimento ~2,2% considerando 800 W/m^2 em 0,12 m^2.
4. D) Potencia maxima ~4,2 W em R=10 ohm; rendimento ~4,4% considerando 800 W/m^2 em 0,12 m^2.
5. E) Potencia maxima ~2,3 W em R=4,0 ohm; rendimento ~0,28% considerando irradiancia de 800 W/m^2.

✅ Resposta correta: alternativa B

Resolução passo a passo

1. Calcule a potência elétrica em cada resistor usando P = V x I. Para R=2,0 ohm: 1,8 x 0,90 = 1,62 W. Para R=4,0 ohm: 3,0 x 0,75 = 2,25 W. Para R=6,0 ohm: 3,6 x 0,60 = 2,16 W. Para R=8,0 ohm: 4,0 x 0,50 = 2,00 W. Para R=10 ohm: 4,2 x 0,42 = 1,76 W. Passo 2: A maior potência é 2,25 W, obtida com R=4,0 ohm, que arredondada fica em torno de 2,3 W. Passo 3: Calcule a potência incidente sobre o painel: irradiância x área = 800 W/m^2 x 0,12 m^2 = 96 W. Passo 4: Calcule o rendimento: 2,25 / 96 = 0,0234, ou seja, aproximadamente 2,3%. Passo 5: Compare com as alternativas. A está errada porque 0,90 W é a corrente de R=2,0 ohm, não a potência. C está errada porque 2,16 W é menor que 2,25 W e o ponto de máximo não é R=6,0 ohm. D está errada porque 4,2 W é a tensão medida em R=10 ohm, não a potência, e o rendimento de 4,4% não bate com 96 W. E está errada porque o rendimento de 0,28% foi obtido dividindo por 800 W/m^2 e esqueceu-se de multiplicar pela área de 0,12 m^2; o valor correto é 2,3%. Conclusão: a alternativa correta é a B.

💡 Dica: Calcule a potência para cada resistor e compare com a potência incidente para encontrar o rendimento.

Alternativa por alternativa

Raio-X da questão

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